• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2009.10a
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• pp.41.3-41.3
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• 2009

우주측지 정밀도 향상을 위해 대류층 지연오차의 정확한 산출은 필수적이다. 한국천문연구원은 GPS 자료를 이용하여 대류층 지연오차 요인인 대기 중의 수증기량을 정확히 산출하는 연구를 수행하고 있다. 또한, 1999년부터 GPS 관측을 시작한 이래로 10년 이상의 연속 관측자료를 보유하고 있다. 이 연구에서는2000년부터 2008년까지 한국천문연구원의 GPS 상시관측소 5곳(서울, 대전, 목포, 밀양, 속초)의 GPS 가강수량을 산출하고 이들의 다년간 변화경향을 분석하였다. 산출된 GPS 가강수량을 라디오존데 관측값과 비교하여 신뢰도 검증하였다. 선형회귀방법을 통하여 GPS 가강수량에 대한 경향을 분석하면 관측 지역마다 기울기의 차는 있으나 전체적으로 시간이 지날수록 GPS 가강수량이 증가하는 경향을 보였다. 해당 기간동안 GPS 가강수량의 연간 변화량은 평균 0.20mm 증가하였고 목포의 경우 0.25mm로 가장 큰 변화량을 보였으며 서울이 0.16mm로 가장 작은 변화량을 보였다. 여름철 연간 변화량은 평균 0.32mm 증가하였고 겨울철은 평균 0.08mm 감소하였다. 일반적으로 기온이 상승하면 상대습도가 내려가 수증기의 증발이 활발해져 대기중의 수증기량이 증가한다. 최근 10년간 기상청의 기온은 매해 평균 $0.16^{\circ}C$씩 증가하였으며 대기 중의 수증기량과 직접적으로 연관되어 있는 GPS 가강수량의 변화 경향과 유사함을 확인하였다.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.15 no.4
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• pp.523-535
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• 2011

The precipitable water vapor (PW) was estimated using Global Navigation Satellite System (GNSS) from several GNSS stations within the Korean Peninsula. Nearby radiosonde sites covering the GNSS stations were used for the comparison and validation of test results. GNSS data recorded under typical and severe weather conditions were used to generalize our approach. Based on the analysis, we have confirmed that the derived PW values from the GNSS observables were well agreed on the estimates from the radiosonde observables within 10 mm level. Assuming that the GNSS observables could be a good weather monitoring tool, we further tested the performance of the current WAAS tropospheric delay model, UNB3, in the Korean Peninsula. Especially, the wet zenith delays estimated from the GNSS observables and from UNB3 delay model were compared. Test results showed that the modelled approach for the troposphere (i.e., UNB3) did not perform well especially under the wet weather conditions in the Korean Peninsula. It was suggested that a new model or a near real-time model (e.g., based on regional model from GNSS or numerical weather model) would be highly desirable for the Korean WA-DGNSS to minimize the effects of the tropospheric delay and hence to achieve high precision vertical navigation solutions.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2004.04a
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• pp.43-43
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• 2004

국제적인 시각비교를 위해 GPS를 이용하고 있으나, GPS 신호에는 위성까지의 거리정보뿐 아니라 위성시계, 대류층, 이온층, 다중경로 오차 등이 포함되어 있다. 그 중 이온층 지연시간을 측정하기 위해서는 Ll과 L2 반송파 신호로부터 얻어지는 P코드와 위상정보를 이용할 수 있다. 반송파 위상 정보는 P코드보다 해상도가 좋기 때문에 위상정보를 이용하게 되면 고정밀도의 이온층 지연시간을 얻게 된다. 이온층 지연시간을 통해 총전자수를 나타내는 TEC 값을 얻을 수 있는데, 관측지점으로부터 시간에 따라 가장 높은 고도의 위성을 선택하여 P코드와 반송파 위상 정보를 통한 이온층 총전자수를 파악하고 정밀도를 비교분석 하였다. (중략)

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.157.1-157.1
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• 2012

1990년대 제안된 RTK(Real-Time Kinematics)는 GNSS/GPS 반송파 위상(carrier phase) 관측값을 이용한 방식으로 cm 수준의 정확도를 실시간으로 산출할 수 있어 측지 측량 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 그러나 한 가지 중요한 단점은 이 방식을 사용하는 기준국과 사용자는 10~20km 이내에 존재해야만 빠르고 신뢰할 수 있는 해를 산출할 수 있다는 점이다. 이는 궤도오차, 대류층 및 전리층 오차에 공간 상관성(spatially correlated) 있기 때문인데, 사용자 주변을 둘러싼 다중 기준국들의 측정치를 조합하여 보상하거나 모델링하여 줄이는 방식인 다중 기준국 네트워크 기반의 RTK 알고리즘이 제안되어 사용되고 있다. 다중 기준국 네트워크 기반의 RTK 프로세스에서 기준국간 미지정수 결정은 전 과정의 핵심 프로세스라고 할 수 있으며, 관련되어 많은 기술들이 제안되고 연구되어 왔다. 특히, 1980년대 말부터 현재까지 후처리 기반으로 꾸준하게 연구되고 있는 Blewitt에 의해 전리층 제거 조합과 Wide-lane 반송파 위상 조합을 활용한 미지정수 검색 방법이 대표적이며 이후에도 Gao, Colombo등 다양한 연구자에 의해 활용되었다. 이 연구에서는 실시간으로 다중 기준국 반송파 미지정수를 결정하는 기술에 대한 연구를 수행하였다. L1, L2 관측값 조합으로 인한 관측값의 잡음 수준이 증가하는 영향을 피하기 위해 L1, L2 반송파 위상 및 의사거리를 그대로 관측값으로 사용하여 사용자 위치 및 속도, 기준국간 이중 차분된 전리층 지연 수직성분, 대류층 wet 지연 수직 성분, 이중 차분된 미지정수를 미지의 상태변수로 확장 칼만필터를 통해 직접적으로 추정하는 방식으로 미지정수의 실수해를 결정하였고, 정수해는 실시간에 적합한 MLAMBDA 기법과 비율테스트를 통한 정수해 검정기법을 통해 결정하였다.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.36 no.6
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• pp.457-467
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• 2018

Currently, the regulation and rules for public surveying and the UCPs (Unified Control Points) adapts those of the triangulated traverse surveying. In addition, such regulations do not take account of the unique characteristics of GNSS (Global Navigation Satellite System) surveying, thus there are difficulties in field work and data processing afterwards. A detailed procesure of GNSS processing has not yet been described either, and the verification of accuracy does not follow the generic standards. In order to propose an appropriate procedure for field surveys, we processed a short session (30 minutes) based on the scenarios similar to actual situations. The reference network in Seoul was used to process the same data span for 3 days. The temporal variation during the day was evaluated as well. We analyzed the accuracy of the estimated coordinates depending on the parameterization of tropospheric delay, which was compared with the 24-hr static processing results. Estimating the tropospheric delay is advantageous for the accuracy and stability of the coordinates, resulting in about 5 mm and 10 mm of RMSE (Root Mean Squared Error) for horizontal and vertical components, respectively. Based on the test results, we propose a procedure to estimate the daily solution and then combine them to estimate the final solution by applying the minimum constraints (no-net-translation condition). It is necessary to develop a web-based processing system using a high-end softwares. Additionally, it is also required to standardize the ID of the public control points and the UCPs for the automatic GNSS processing.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.39 no.3
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• pp.225-231
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• 2011

The satellite clock anomalies, one of the abnormal signal factors of the GPS satellites, can have a significant impact on the GPS measurements. However, it can be difficult to detect the anomalies of the satellites clock before the range of the satellites clock error becomes bigger than the range of the other factors, due to the measurement including error of the orbit, ionosphere delay, troposphere delay, multipath and receiver clock. In order to perform quick and accurate detection by minimization of critical range in anomalies of the satellites clock, this paper suggested a solution to detect precise anomalies of the satellites clock after application of carrier smoothing filter from measurement by dual-frequency and adjustment of errors which can be occurred by other factor and the receiver clock errors. The performance of the proposed method was confirmed by comparing to the satellite clock biases which are provided by IGS.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.4 no.1
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• pp.45-49
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• 2000

A GPS measurement solution, in general, is obtained as a least squares solution since the measurement includes errors such as clock errors, ionospheric and tropospheric delays, multipath effect etc. Because of the nonlinearity of the measurement equation, we utilize the nonlinear Newton algorithm to obtain a least squares solution, or mostly, use its linearized algorithm which is more convenient and effective. In this study we developed a fixed point algorithm and proved its availability to replace the nonlinear Newton algorithm and the linearized algorithm. A nonlinear Newton algorithm and a linearized algorithm have the advantage of fast convergence, while their initial values have to be near the unknown solution. On the contrary, the fixed point algorithm provides more reliable but slower convergence even if the initial values are quite far from the solution. Therefore, two types of algorithms may be combined to achieve better performance.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2010.04a
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• pp.36.3-36.3
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• 2010

대기 수증기량의 정확한 추정은 우주측지 정밀도 향상에 필수적이다. 대류층 지연오차의 주요 원인인 대기 수증기량을 추정하는 대표적인 시스템으로는 라디오존데, 라디오미터, GPS 등이 있다. 한국천문연구원은 GPS 가강수량의 상시 비교검증을 위해 2009년 7월부터 라디오미터를 도입하여 비교관측을 수행하고 있다. 라디오미터는 대기복사의 밝기온도를 측정하여 가강수량을 산출하는 시스템으로써, 24시간 연속관측이 가능하고 실시간으로 관측결과를 확인할 수 있으나, 강수시 불안정하다. 2009년 7월부터 최근까지 GPS와 라디오미터 가강수량 결과간 비교로부터 0.1mm, 1.8mm의 편향과 표준편차, 0.98의 상관관계계수를 산출하였다. 현재 두 시스템의 가강수량을 10분 간격으로 비교하고 있으며, 그 결과를 웹으로 표출하는 시스템을 구축하여 운영하고 있다.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.30 no.5
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• pp.459-466
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• 2012

The ionospheric delay is the largest error source in GPS positioning after the SA effect has been turned off. The ionospheric error can be easily removed by using ionospheric-free combinations but it is only restricted for dual-frequency receivers. Therefore, in this study, the regional ionospheric grid model was developed for single-frequency receivers. The developed model was compared with GIM to validate its accuracy. As a result, it yielded RMSE of 3.8 TECU for 10 days. And L1 medium- and long-range relative positioning was performed to evaluate positioning accuracy improvements. The positioning accuracy was improved by 46.7% compared with that without any correction of ionosphere and troposphere and was improved by 14.5% compared with that only tropospheric correction.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.32 no.5
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• pp.469-479
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• 2014

N-RTK(Network based RTK) methods are able to improve the accuracy of GNSS positioning results through modelling of the distance-dependent error sources(i.e. primarily the ionospheric and tropospheric delays and orbit errors). In this study, the comparison of the TTFF(Time-To-Fix-First ambiguity), accuracy and discrepancies in horizontal/vertical components of N-RTK methods(VRS and FKP) with the static GNSS at 20 Unified Control Stations covering Incheon metropolitan city area during solar storms(Solar cycle 24 period) were performed. The results showed that the best method, compared with the statics GNSS survey, is the VRS, followed by the FKP, but vertical components of both VRS and FKP were approximately two times bigger than horizontal components. The reason for this is considered as the ionospheric scintillation because of irregularities in electron density, and the tropospheric scintillation because of fluctuations on the refractive index take the place. When the TTFF at each station for each technique used, VRS gave shorter initialization time than FKP. The possible reasons for this result might be the inherent differences in principles, errors in characteristics of different correction networks, interpolating errors of FKP parameters according to the non-linear variation of the dispersive and non-dispersive errors at rover when considering both domestic mobile communication infra and the standardized high-compact data format for N-RTK. Also, those test results revealed degradation of positing accuracy, long initialization time, and sudden re-initialization, but more failures to resolve ambiguity during space weather events caused by Sunspot activity and solar flares.